基于DEM的玉米秸秆揉丝教学实验设计

为适应新技术在实验教学中的发展要求,丰富实验教学手段,将三维建模技术及计算机辅助工程分析方法融入玉米秸秆揉丝虚拟仿真实验教学过程。采用Solidworks三维建模软件建立9FH-40型玉米秸秆揉丝机结构模型,从定性角度讲解设备结构及工作原理。通过EDEM离散元软件从定量角度分析探究玉米秸秆揉丝破碎过程、锤片受力变化过程及破碎后物料分类三方面内容。实验内容可供学生直观认识设备结构,掌握虚拟仿真技术的实验分析方法,有助于激发学习兴趣,培养创新思维能力。玉米秸秆揉丝虚拟仿真实验丰富了新工科工程实践教学方法。

同向双螺杆挤出机捏合段三维非等温流动的数值模拟

建立了同向双螺杆挤出机捏合段三维非等温流动一种新的物理模型,利用Polyflow软件包对其进行了数值求解,给出了流道内压力、速度的分布,以及进出口压力差对捏合段流量、温度及压力的影响规律。数值结果对捏合盘的设计和工艺参数的选择有一定的指导意义。

啮合同向双螺杆挤出机中新型螺杆元件S型元件与捏合块元件的性能对比研究

应用FEM模拟计算了啮合同向双螺杆挤出机正反向螺纹组合的新型螺杆元件S型元件与捏合块元件的流场 ,考查了两种元件流场的特性 ,对比了两种元件流场的挤出特性、分散和分布混合能力。得出在相同的操作条件下 ,相同外径的S型元件和捏合盘元件相比具有相当的分散混合能力。

啮合型同向旋转双螺杆挤出机的螺杆特性及其应用

介绍了啮合型同向旋转双螺杆挤出机的起源和发展,着重论述了该型挤出机挤压系统中的螺杆型式、螺纹元件和捏合元件的输送及混炼特性、螺杆组合型式和操作条件以及应用情况。

平行双螺杆挤出机捏合盘元件设计方法深入探讨

对捏合盘元件设计方法进行了深入研究。利用有限元数值模拟的方法从产量、齿轮箱轴承受力、比能耗、停留时间和力学性能等方面量化对比了中心距修正法和法向等间隙修正法设计的捏合盘元件的加工性能和力学性能。研究内容对平行双螺杆挤出机捏合盘元件设计具有一定的帮助。

青贮玉米螺旋缺口锯齿型揉丝破碎辊设计与试验

针对青贮玉米收获机玉米秸秆揉丝破碎效果差、效率低,影响青贮秸秆后期发酵与粗纤维转化的问题,并考虑到青贮玉米秸秆的韧性较大,设计了适合青贮玉米秸秆揉丝破碎的试验台。对秸秆的揉搓破碎机理和辊齿关键参数进行了分析和优化设计,得出当两辊齿锋面对钝面并配合螺旋缺口时,可达到对秸秆的挤压、揉搓和剪切效果,并建立了基于离散元法的玉米秸秆颗粒粘结模型,利用EDEM开展虚拟仿真试验,探究齿数、两辊差速比、缺口螺旋圈数和主动辊转速对秸秆丝化率的影响效果,得出了最优参数组合为:破碎辊齿数166、差速比30%、缺口螺旋圈数80、主动辊转速5 000 r/min,仿真试验与台架试验结果的相对误差为3.03%;台架试验结束后,采用宾州筛对其筛分,小型物料占比38.37%、标准物料占比52.75%、未完全破碎物料占比8.88%,与仿真试验结果一致。开展了对照试验,结果表明螺旋缺口锯齿型破碎辊对玉米秸秆的丝化率较常规齿型破碎辊提高8.22%,满足行业标准并实现了对玉米秸秆的高破碎和高效率。

捏合块元件混合含能材料的安全性分析

含能材料在当今军民发展中发挥着重要的作用,含能材料的研究和应用,关系着国家的安全与社会的发展。为了研究同向双螺杆中捏合块元件混合含能材料的安全性,建立了不同错列角和不同捏合盘厚度捏合块元件流道的几何模型,应用Mesh对模型进行了网格划分,并采用Polyflow模拟软件对流场中的混合过程进行了三维非等温模拟。对比研究了不同捏合块元件在混合过程中的温度场、压力场和剪切应力场,分析了其在混合过程中的安全性。结果表明,在不同错列角的捏合块元件中,错列角为60°和90°的元件具有较好的安全性;在不同捏合盘厚度的元件中,捏合盘厚度越小,安全性越好。

混合元件对玻璃纤维增强聚丙烯中玻璃纤维长度的影响

对啮合同向双螺杆挤出机90°捏合块、六棱柱、变间隙转子3种混合元件流道流场进行了数值模拟,分析3种元件的混合性能。实验研究了使用3种不同元件的螺杆组合对玻璃纤维增强聚丙烯(GFRPP)复合材料中玻璃纤维长度的影响。结果表明,啮合同向双螺杆挤出机中聚合物熔体产生的剪切对玻璃纤维长度影响明显,混合元件的剪切越强,制品中玻璃纤维的平均长度就越短,制品的拉伸强度和冲击强度越低。

啮合块错列角对三螺杆混合段混合效率的影响

采用有限元法和网格重叠技术,利用Carreau-Bird流体模型,对同向啮合三螺杆挤出机混合段进行了三维混合数值模拟。计算了三螺杆挤出机的最大剪切速率、混合指数以及瞬时和平均时间混合效率等参数,并与双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明,在相同工况下,三螺杆挤出机的瞬时和平均时间混合效率大于双螺杆挤出机。

新型偏心啮合盘元件的混沌混合特性

在双螺杆挤出机中引入偏心圆啮合盘元件,分析了新型啮合盘元件偏心圆啮合盘元件的压力场、速度矢量场、剪切速率场和混合指数场。同时比较了其在不同错列角和偏心距下的对数拉伸率、最大剪切速率、停留时间分布、分布指数和分离尺度。结果表明,偏心圆啮合盘元件轴向和周向压力梯度较大,两转子棱峰之间区域流动性较好。偏心圆啮合盘元件的轴向间隙和螺棱顶隙为其提供了良好的剪切能力。偏心搅拌提供了较强的拉伸作用,增强了其拉伸折叠效果,从而使其具有较好的混沌混合能力。对比不同的几何参数发现错列角为60°和偏心距为5 mm的啮合盘元件拥有较好的分散混合性能和分布混合性能。通过粒子可视化及其混合特性曲线分析,为深入了解偏心搅拌提供了理论依据。

栅栏式二次核桃破壳特性研究及有限元分析

介绍核桃二次破壳机的原理,并以温185核桃为样本统计、分析核桃的三维尺寸;在万能力学试验台上对温185核桃加载载荷分析破壳的破坏载荷值和压缩型变量,得出温185核桃横径的极大值为34mm,极小值为23mm,破壳压缩变形量为1.5~2.0mm,破壳间距为21mm;最后利用有限元法模拟核桃在二次破壳机内的挤压揉搓破壳过程的应力、应变变化,验证原理可行性,为实际设计破壳机提供理论基础。

玉米秸秆揉丝破碎过程力学特性仿真与试验

由于玉米秸秆揉丝破碎过程缺乏有效数值模拟方法,在一定程度上降低了加工设备结构改进效率。该文基于离散元法(discrete element method,DEM)建立了玉米秸秆离散元模型,并通过物理试验和虚拟试验相结合对玉米秸秆粘结接触模型(bonded particle model,BPM)进行了参数校核。最后针对玉米秸秆离散元模型进行了破碎仿真以及试验验证。结果表明:以 5 mm/min 为加载速度进行秸秆压缩和剪切试验时,最大临界载荷分别为 2 260 和 110 N;对 BPM 粘结模型进行参数校核后,得到法向刚度系数、切向刚度系数、临界法向应力、临界切向应力及粘结半径分别为 9.60×10^6 N/m、6.80×10^6 N/m、8.72 MPa、7.5 MPa、2 mm,此时离散元模型力学特性与含水率为 87.8%的收获期玉米秸秆相接近;仿真结束后,物料可分为短型、标准型、长型及未完全破碎型 4 种,与试验结果相一致,不同类型物料质量与试验结果数据偏差保持在 10%以内。研究结果表明离散元法应用于玉米秸秆揉丝破碎过程仿真是可行的。

同向双螺杆挤出机螺杆元件组合及其应用

介绍了啮合同向旋转双螺杆挤出机螺杆元件的特征,根据物理机械共混理论,设计出一种适用于玻纤增强PP的螺杆元件组合方式。实验结果表明:玻纤在PP中分散较好,长度均一,螺杆组合设计合理。

NE62和BE65型双螺杆挤出机性能模拟比较分析

为了比较相似性能机型NE62和BE65双螺杆挤出机的差别,使用Ludovic软件模拟了ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)分别在BE65型和NE62型2种双螺杆挤出机中的共混挤出过程,并对温度、压力、黏度的分布情况、平均停留时间和挤出机功率进行了全面的对比。结果表明:捏合元件与反向混合元件的多少与排列顺序造成了双螺杆内物料温度和压力的不同;捏合元件和反向混合元件数量的增加有助于提高熔融塑化能力;捏合元件和正向螺纹元件相对位置的不同造成了平均停留时间的不同;在相同工艺条件下,与NE62型相比,BE65型所耗功率较低,平均停留时间较长。

基于离散元的燕麦籽粒揉搓装置仿真分析

采用离散单元法,使用EDEM软件建立燕麦籽粒揉搓装置和燕麦籽粒模型,在不同的揉搓滚筒转速、输送搅龙转速下进行仿真试验,通过分析并统计不同工况下的稳定阶段籽粒破碎率,对籽粒在揉搓及输送过程中的破碎情况进行研究。仿真结果表明:揉搓滚筒转速为700~900r/min时,燕麦籽粒破碎的几率极低,揉搓滚筒转速超过1000r/min后,破碎机率突然出现并迅速上升;输送搅龙转速为800~1000r/min时,籽粒破碎率较低,输送搅龙转速超过1000r/min后,破碎机率迅速上升且增幅较大。对揉搓滚筒中混合物料运动迁移过程及滚筒扭矩变化进行模拟仿真及特征解析,选取仿真过程中3个典型颗粒的运动过程进行模拟分析,通过追踪运动轨迹,研究速度、位移与时间的关系,对运动过程进行分析。为验证燕麦籽粒揉搓装置仿真效果,进行了验证试验,结果较为吻合。

同向双螺杆挤出机螺杆特性及其应用

介绍了啮合同向旋转双螺杆挤出机螺杆元件的特征,根据物理机械共混理论,设计出一种适用于玻纤增强PP的螺杆元件组合方式。实验结果表明:玻纤在PP中分散较好,长度均一,螺杆组合设计合理。

马秀棠点穴法学术思想与手法特色探析

马氏点穴疗法基于脏腑经络辨证,通过平衡阴阳、调和营卫治愈疾病,主要包括平揉法、压放法、点打法、循按法、五行联用法,操作时注重补泻,或多重补泻、局部配穴、整体配穴兼而有之,以调整脏腑经络虚实。

PBSA应用双螺杆挤出机扩链反应研究

本文旨在于通过生产实践摸索研究了PBSA扩链反应过程中扩链剂选择,反应时间确定,扩链后的老化性能评估。在生产过程中对比了不同螺杆组合和原材料的预处理对扩链剂加入量的影响,最终得出了适合PBSA生产的最佳生产工艺路线。

中医推拿揉法核心要素的生物力学特征

目的:研究中医推拿揉法有力、均匀、柔和、深透核心要素生物力学特征。方法:分别选取推拿初学者与熟练者纳入初学组及熟练组,每组10人,采用手套动态压力分布测量系统收集拇指揉法及掌根揉法各3 min力学参数,分析最大压力、峰值压强、压力时间积分(FTI)、压强时间积分(PTI)等10项参数。结果:熟练组拇指揉法和掌根揉法波峰差值均显著低于初学组(P<0.01,P<0.05),拇指揉法除波峰差值外的所有力学参数均显著高于初学组(P<0.05,P<0.01),掌根揉法最大压力、平均压力、压力极差、PTI、FTI、频率均显著高于初学组(P<0.05,P<0.01)。结论:熟练组揉法最大压力、平均压力均大;压力波峰差值小、波形均匀,力量输出稳定、动作变形幅度小;FTI、PTI均大,力的累计效应大体现了中医推拿揉法有力、均匀、柔和、深透核心要素的生物力学特征。

平面力推拿揉法与腰椎间盘生物力学关系的有限元分析

目的 通过腰椎三维有限元建模方法,研究平面力推拿揉法对腰椎间盘生物力学的影响.方法 选取1例女性健康受试者,采用Somatom Sensation16型螺旋CT扫描机采集数据,进行精确三维分割与模型重建,生成正常人体L3～S1节段独立的三维实体模型,结合解剖知识构建肌肉实体模型后,采用专用生物力学软件建立L3～ S1节段腰椎三维有限元,根据推拿揉法的作用规律,按循环旋转方向在L4和L5棘突的外部肌肉处施加平面作用力50 N,观察腰椎间盘纤维环和髓核的变化.结果 在推拿揉法的左右摆动作用下,纤维环和髓核在水平方向上产生一定的循环旋转运动,运动的主要趋势是向椎间盘的中部及周边集中,髓核水分也向中部及周边聚集,椎间盘内密度发生变化,中部及周边密度增高.整个模型中骨皮质的应力分布较为均匀,说明推拿揉法的力传递过程在很大程度上依靠腰椎实体肌肉的协同和拮抗作用,L4-5椎间盘的纤维环和髓核应力分布显示椎间盘中部及周边的两侧应力较大.结论 在平面力推拿揉法作用下,腰椎纤维环和髓核向椎间盘中部及周边集中,椎间盘中部及两侧的应力较大.